專利名稱：超高強(qiáng)、高抗沖擊、高耐磨高錳鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金鑄造業(yè)中的高錳鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超高強(qiáng)、高抗沖擊、高耐磨高錳鋼。這類鋼特別適用于高沖擊狀態(tài)和高應(yīng)力的耐磨材料，主要適用于各類高沖擊破碎機(jī)襯板(如軋白壁、破碎壁)，鄂式破碎機(jī)鄂板、挖掘機(jī)斗齒、斗壁，錘式破碎機(jī)錘頭、拖拉機(jī)和坦克履帶板等受高沖擊、高抗磨的鑄件。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的Mnl3、Mnl3Cr2等高錳鋼，以及后發(fā)展的Mnl8和Mnl8Cr2 等耐磨高錳鋼是具有良好的塑性和韌性的代表，它們其主要特點(diǎn)是在較大的沖擊載荷或接觸應(yīng)力的作用下，表面層迅速產(chǎn)生加工硬化，表面硬度急劇升高(可達(dá)500 700HBW)，因此具有良好的耐磨性；能承受沖擊載。但對(duì)于厚大斷面鋼件和受高抗沖擊、高磨損條件下，象Mnl3、Mnl3Cr2、Mnl8、 Mnl8Cr2等產(chǎn)品較難滿足用戶高水平質(zhì)量要求，在內(nèi)部常出現(xiàn)碳化物降低韌度易脆斷，而且耐磨性還顯不足等技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種超高強(qiáng)、高抗沖擊、高耐磨高錳鋼。在Mnl8Cr2耐磨錳鋼基礎(chǔ)上，研發(fā)出綜合力學(xué)性能和耐磨使用壽命大大提高的新超高錳鋼材質(zhì)。適合于礦山、 冶金等行業(yè)高沖擊條件下的高韌性、高耐磨產(chǎn)品，解決襯板使用壽命低、易斷裂和碎裂等問題。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的按照本發(fā)明的超高強(qiáng)、高抗沖擊、高耐磨高錳鋼，其特征在于由下述重量百分比的組分所組成M :0. 9 1.2，硅0. 3 0.6，錳16 22，鉻1. 5 2.0，鉬0. 5 0.8，鎳 0. 3 0. 5，銅0. 2 0. 4，硫^ 0. 04，磷^ 0. 03，復(fù)合稀土變質(zhì)劑:0. 1 0. 3，所述的復(fù)合稀土變質(zhì)劑的配方的重量百分比為稀土鍶合金10-20%，鈉基玻璃粉15—25%，釩鐵10—20%，鈦鐵5—15%，硼鐵0. 3-0. 7%，余量為石灰石塊?；蛘哂上率鲋亓堪俜直鹊慕M分所組成碳0. 9 1. 2，硅0. 3 0. 5，錳17 20，鉻1. 7 2.0，鉬0. 5 0.8，銅0. 2 0.4，硫彡 0. 035，磷彡 0. 03，釩0. 2 0. 4， 鈦0. 1 0. 15，新型復(fù)合稀土變質(zhì)劑0. 1 0. 3。本發(fā)明的超高強(qiáng)、高抗沖擊、高耐磨高錳鋼的化學(xué)元素的主要作用及優(yōu)化效果是C元素含量對(duì)鋼的質(zhì)量和使用性能影響較大，應(yīng)嚴(yán)格控制。若含量太低，一是不能產(chǎn)生有效的沖擊硬化效果，二是降低耐磨性能；而含量太高，則析出大量碳化物，雖在固溶處理時(shí)能溶于奧氏體中，但在原來的位置上留下空隙，會(huì)使鋼的韌性變差。所以對(duì)于本發(fā)明的鋼種來說，C元素的含量不能超過1. 2%，也不能低于0. 9%。Si原子半徑大于Fe，在本發(fā)明的鋼種中含有一定量的Si固溶于奧氏體中，有明顯強(qiáng)化作用，可提高耐磨性能。但Si會(huì)降低C在奧氏體中的溶解度，導(dǎo)致碳化物沿晶界析出，降低鋼的塑性和韌性指標(biāo)，超過0. 8%使鋼變脆，本發(fā)明的鋼種的Si含量控制在0. 3 0. 5。隨Mn含量的增加，能進(jìn)一步提高過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使得厚大鑄件的心部在水韌處理后也能得到奧氏體組織，但極易產(chǎn)生成分偏析和促使鋼的晶粒粗大。本發(fā)明通過采取成分勻化(氬氣凈化和勻化)處理及采用新型復(fù)合稀土變質(zhì)處理，來解決這些問題，其效果明顯。Cr在本發(fā)明的鋼種中能形成碳化物，利用Cr與碳親合力最強(qiáng)的特點(diǎn)更能在最終組織中形成彌散分布的硬質(zhì)合金碳化物，提高鋼的初始硬度，有效的增加耐磨性能。但Cr 不能太高，如果過高可使鋼的韌性降低，會(huì)造成碎裂傾向，所以要將Cr含量控制在1. 7 2.0%范圍內(nèi)。Mo在本發(fā)明的鋼種中主要起固溶強(qiáng)化、細(xì)化晶粒、提高淬硬性等作用，它能改善碳化物的形態(tài)和分布，防止回火脆性?？紤]生產(chǎn)成本可取能達(dá)到以上效果的下限為宜。Cu的作用是增加淬透性和提高電極電位差，降低組織偏析等作用。V、Ti起細(xì)化晶粒作用，提高鋼的韌性。S、P起到的負(fù)面影響不容忽視。在鋼中易形成晶界夾雜物，增加鋼的脆性，增加鑄件和熱處理過程中的開裂傾向。尤其在使用中P對(duì)沖擊韌性影響極大。因此，在冶煉上，必須采取有效的脫硫和脫磷措施，它們對(duì)產(chǎn)品的使用質(zhì)量影響很大，控制的越低越好。本發(fā)明是在MnlS和Mnl8Cr2超強(qiáng)錳鋼基礎(chǔ)上，跟據(jù)高錳鋼的特性，為提高韌性指標(biāo)和耐磨性能，對(duì)化學(xué)成分進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化、添加新的耐磨和提高韌性的合金元素、并采用變質(zhì)處理、吹氬精煉等手段，通過凈化鋼液、鋼水勻化處理、細(xì)化晶粒及變質(zhì)處理等手段，提高其綜合力學(xué)性能；與MnlS相比，其使用壽命大大提高，安全可靠，效果突顯。本發(fā)明超高強(qiáng)、高抗沖擊、高耐磨高錳鋼已在某選廠粗礦機(jī)上使用，并得到了很好的驗(yàn)證，其使用壽命是德國進(jìn)口 Mnl8Cr2的1. 5-2倍水平。使用質(zhì)量穩(wěn)定、可靠，而且壽命得到了大幅度提高。因此，解決了原來Mnl3、Mnl3Cr2及ZGMnl8等不耐磨的問題。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。按照本發(fā)明的超高強(qiáng)、高抗沖擊、高耐磨高錳鋼，其特征在于由下述重量百分比的組分所組成M :0. 9 1.2，硅0. 3 0.6，錳16 22，鉻1. 5 2.0，鉬0. 5 0.8，鎳 0. 3 0. 5，銅0. 2 0. 4，硫^ 0. 04，磷^ 0. 03，復(fù)合稀土變質(zhì)劑:0. 1 0. 3，所述的復(fù)合稀土變質(zhì)劑的配方的重量百分比為稀土鍶合金10-20%，鈉基玻璃粉15—25 %，釩鐵10—20 %，鈦鐵5—15 %，硼鐵0. 3-0. 7 %，余量為石灰石塊?；蛘哂上率鲋亓堪俜直鹊慕M分所組成碳0. 9 1. 2，硅0. 3 0. 5，錳17 20，鉻1. 7 2.0，鉬0. 5 0.8，銅0. 2 0.4，硫彡 0. 035，磷彡 0. 03，釩0. 2 0. 4， 鈦0. 1 0. 15，復(fù)合稀土變質(zhì)劑0. 1 0. 3。本發(fā)明超高強(qiáng)、高抗沖擊、高耐磨高錳鋼已在某選廠粗礦機(jī)上使用，并得到了很好的驗(yàn)證，其使用壽命是德國進(jìn)口 Mnl8Cr2的1. 5-2倍水平。使用質(zhì)量穩(wěn)定、可靠，而且壽命得到了大幅度提高。因此，解決了原來Mnl3、Mnl3Cr2及ZGMnl8等不耐磨的問題。
權(quán)利要求
1.一種超高強(qiáng)、高抗沖擊、高耐磨高錳鋼，其特征在于由下述重量百分比的組分所組成碳0. 9 1. 2，硅0. 3 0. 6，錳16 22，鉻1. 5 2. 0，鉬0. 5 0. 8，鎳0. 3 0. 5，銅0. 2 0. 4，硫^ 0. 04，磷^ 0. 03，復(fù)合稀土變質(zhì)劑:0. 1 0. 3，所述的復(fù)合稀土變質(zhì)劑的配方的重量百分比為稀土鍶合金10—20%，鈉基玻璃粉 15—25%，釩鐵10—20%，鈦鐵5—15%，硼鐵0. 3-0. 7%，余量為石灰石塊。
2.一種超高強(qiáng)、高抗沖擊、高耐磨高錳鋼，其特征在于由下述重量百分比的組分所組成碳0. 9 1. 2，硅0. 3 0. 5，錳17 20，鉻1. 7 2. 0，鉬0. 5 0. 8，銅0. 2 0. 4，硫彡0. 035，磷彡0. 03，釩0. 2 0. 4，鈦0. 1 0. 15，復(fù)合稀土變質(zhì)劑0. 1 0. 3。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金鑄造業(yè)中的高錳鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超高強(qiáng)、高抗沖擊、高耐磨高錳鋼。由下述重量百分比的組分所組成碳0.9～1.2，硅0.3～0.6，錳16～22，鉻1.5～2.0，鉬0.5～0.8，鎳0.3～0.5，銅0.2～0.4，硫≤0.04，磷≤0.03，復(fù)合稀土變質(zhì)劑0.1～0.3，或者由下述重量百分比的組分所組成碳0.9～1.2，硅0.3～0.5，錳17～20，鉻1.7～2.0，鉬0.5～0.8，銅0.2～0.4，硫≤0.035，磷≤0.03，釩0.2～0.4，鈦0.1～0.15，復(fù)合稀土變質(zhì)劑0.1～0.3。本發(fā)明已在某選廠粗礦機(jī)上使用，并得到了很好的驗(yàn)證，其使用壽命是進(jìn)口Mn18Cr2的1.5-2倍。使用質(zhì)量穩(wěn)定、可靠，而且壽命得到了大幅度提高。
文檔編號(hào)C22C38/38GK102230142SQ20101017358
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者叢峰武, 于立權(quán), 孫家慶, 楊曙光, 柳長清, 韓建國, 高維宇 申請(qǐng)人:鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司